一種基于雙目視覺的面陣測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于三維測量技術領域，更具體地，涉及一種以面陣方式獲取掃描物體三維點云的基于雙目視覺的面陣測量裝置。
【背景技術】
[0002]面陣結構光測量，其掃描原理是通過投影儀向被掃描物體(即待測量物體)投射有一定相位差的光柵條紋，以計算被標定的雙目相機拍攝的圖像中每個像素的相位值，然后根據相位值計算物體的三維物點坐標；與一般的光學測量相比，面陣結構光測量具有非接觸測量、測量速度快、測量精度提高、抗干擾性好等優勢，是目前最為先進的三維測量技術之一。它在逆向工程、工業質量檢測、3D打印、零件修復等領域得到越來越廣泛的應用。此外，對于一些復雜曲面零件，如航空發動機葉片、燃氣輪機葉片、汽輪機葉片、艦船螺旋槳葉片等，它們關系到國民經濟、國防安全和國家制造業核心競爭力，這類零件在設計制造過程中的精密測量尤其重要，對于它們的測量，面陣視覺測量技術具有無可比擬的優勢，在制造前期，它得到的點云數據可以用于快速設計，提高設計效率，在制造過程中，它可以用于產品質量控制，通過在線測量提高制造精度，在制造后期，它可以用來進行產品質量檢測，保證出品合格率。
[0003]盡管面陣結構光測量裝置能在一定程度上解決復雜目標的測量問題，但現有的面陣結構光測量裝置往往掃描速度較慢，尤其是當待測量目標較大時，無法大范圍的測量目標表面，并且測量精度不高。
【實用新型內容】
[0004]針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型的目的在于提供一種基于雙目視覺的面陣測量裝置，其中通過對其關鍵組件的結構及其設置方式、內部構造等進行改進，與現有技術相比能夠有效解決現有面陣結構光測量裝置掃描速度慢、無法大范圍測量目標表面的問題，并且還確保了測量精度，測量結果準確。
[0005]為實現上述目的，按照本實用新型的一個方面，提供了一種基于雙目視覺的面陣測量裝置，其特征在于，包括三角架、支撐板、面陣投影儀、載物臺、手動角位臺和雙目相機，其中:
[0006]所述三角架與所述支撐板連接；
[0007]所述支撐板上固定設置有滑軌和所述面陣投影儀；
[0008]所述載物臺包括第一載物臺和第二載物臺；所述第一載物臺和第二載物臺均安裝在所述滑軌上，并分別位于所述面陣投影儀的兩側；
[0009]所述手動角位臺包括第一手動角位臺和第二手動角位臺，分別安裝在所述第一載物臺和第二載物臺上；
[0010]所述雙目相機包含第一鏡頭和第二鏡頭；所述第一鏡頭和第二鏡頭分別安裝在第一手動角位臺和第二手動角位臺上，所述第一手動角位臺和第二手動角位臺用于調整所述第一鏡頭和第二鏡頭的俯仰角。
[0011]作為本實用新型的進一步優選，所述滑軌上還設置有導桿，用于移動和鎖緊固定所述第一載物臺和第二載物臺。
[0012]作為本實用新型的進一步優選，該面陣測量裝置還包括外殼，用于包裹所述支撐板、面陣投影儀、載物臺、手動角位臺和雙目相機；所述外殼在所述第一鏡頭和第二鏡頭位置處還開設有孔便于調整所述第一手動角位臺和第二手動角位臺，以及移動所述第一鏡頭和弟—.鏡頭。
[0013]作為本實用新型的進一步優選，所述外殼在所述面陣投影儀位置處還開有孔用于暴露所述面陣投影儀的操作面板。
[0014]作為本實用新型的進一步優選，所述外殼上還開設有矩形陣列的散熱槽。
[0015]作為本實用新型的進一步優選，所述外殼包括上殼體和下殼體。
[0016]通過本實用新型所構思的以上技術方案，與現有技術相比，由于雙目相機通過滑軌上的導桿可以實現快速移動，能夠根據待測量目標的大小，靈活調整掃描范圍，雙目相機既能與投影儀光軸成對稱布置也能與投影儀成非對稱布置，形成基于雙目視覺的面陣測量裝置。雙目相機的每個鏡頭(包括第一鏡頭和第二鏡頭)都可以通過調節手動角位臺來精細調整雙目相機兩個相機鏡頭的光軸夾角、鏡頭光軸與投影儀光軸的夾角等，提高測量精度，減小測量誤差。此外，本測量裝置的外殼在特定位置(包括第一鏡頭和第二鏡頭位置處、面陣投影儀位置處等)開設有孔，便于調整面陣投影儀，調整手動角位臺，從而調整雙目相機第一鏡頭和第二鏡頭的俯仰角。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0018]圖2是本實用新型未安裝外殼時的結構示意圖。
[0019]附圖中各附圖標記的含義如下:1為三腳架，2為支撐板，3為投影儀，4為滑軌，5為載物臺，6為手動角位臺，7為雙目相機，8為外殼。
【具體實施方式】
[0020]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0021]實施例1
[0022]圖1、圖2所示為一種雙目視覺面陣測量裝置，包含三角架I，三角架I為可調整三腳架，通過調整三腳架I的三維云臺能夠實現多角度測量，通過調整三腳架I的中軸，可實現變高度測量。三腳架I通過螺絲連接支撐板2。支撐板2通過螺絲連接數字面陣投影儀3和滑軌4。數字面陣投影儀型號為明基W1000數碼投影儀，分辨率為1920X1080，可向被掃描物體投射一定相位差的光柵條紋。滑軌4通過螺栓連接外殼8。
[0023]上述滑軌4兩側分別安裝載物臺5。載物臺5上設有手動角位臺6。手動角位臺6型號為LY101SJW10M，其精度高能保證相機光軸夾角相差1°之內。手動角位臺上裝有雙目相機7。其型號為Point Grey公司的50S5，雙目相機7上的可調焦鏡頭焦距為f = 24mm。雙目相機7可以通過二維靶標標定，為三維重建提供內部參數與外部參數。雙目相機7與投影儀3都與電腦連接，用于計算目標的各項參數，獲得測量值。
[0024]上述滑軌4上設置有導桿，雙目相機7的每個鏡頭均能夠沿導桿移動，并通過鎖緊螺釘固定。因此雙目相機既能與投影儀光軸成對稱布置(即雙目相機7的每個鏡頭距離投影儀光軸的距離相等)，也能與投影儀成非對稱布置，方便測量原型系統進行調試試驗。
[0025]根據上述投影儀3投影光柵與相機7的視場要求，相機的俯仰角可用所述手動角位臺進行調整。
[0026]上述外殼8分上下兩塊殼體，其由塑料注塑而成。外殼8可對該測量裝置內部的投影儀、相機等起保護作用。外殼中間開有矩形孔以露出投影儀操作面板，利于操作投影儀面板。外殼兩側(尤其是投影儀位置以及雙目相機位置)開有矩形陣列的散熱槽，利于掃描儀的散熱。當然，外殼8在投影儀3的投影輸出位置也必然開設有孔，以便于投影儀3將有一定相位差的光柵條紋投射到待測量目標。
[0027]本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種基于雙目視覺的面陣測量裝置，其特征在于，包括三角架(1)、支撐板(2)、面陣投影儀(3)、載物臺(5)、手動角位臺(6)和雙目相機(7)，其中: 所述三角架(I)與所述支撐板(2)連接； 所述支撐板(2)上固定設置有滑軌(4)和所述面陣投影儀(3); 所述載物臺(5)包括第一載物臺和第二載物臺；所述第一載物臺和第二載物臺均安裝在所述滑軌(4)上，并分別位于所述面陣投影儀(3)的兩側； 所述手動角位臺(6)包括第一手動角位臺和第二手動角位臺，分別安裝在所述第一載物臺和第二載物臺上； 所述雙目相機(7)包含第一鏡頭和第二鏡頭；所述第一鏡頭和第二鏡頭分別安裝在第一手動角位臺和第二手動角位臺上，所述第一手動角位臺和第二手動角位臺用于調整所述第一鏡頭和第二鏡頭的俯仰角。
2.如權利要求1所述基于雙目視覺的面陣測量裝置，其特征在于，所述滑軌(4)上還設置有導桿，用于移動和鎖緊固定所述第一載物臺和第二載物臺。
3.如權利要求1所述基于雙目視覺的面陣測量裝置，其特征在于，該面陣測量裝置還包括外殼(8)，用于包裹所述支撐板(2)、面陣投影儀(3)、載物臺(5)、手動角位臺(6)和雙目相機(7);所述外殼(8)在所述第一鏡頭和第二鏡頭位置處還開設有孔便于調整所述第一手動角位臺和第二手動角位臺，以及移動所述第一鏡頭和第二鏡頭。
4.如權利要求3所述基于雙目視覺的面陣測量裝置，其特征在于，所述外殼(8)在所述面陣投影儀(3)位置處還開有孔用于暴露所述面陣投影儀(3)的操作面板。
5.如權利要求3所述基于雙目視覺的面陣測量裝置，其特征在于，所述外殼(8)上還開設有矩形陣列的散熱槽。
6.如權利要求3所述基于雙目視覺的面陣測量裝置，其特征在于，所述外殼(8)包括上殼體和下殼體。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于雙目視覺的面陣測量裝置，包括三角架、支撐板、滑軌、面陣投影儀、載物臺、手動角位臺和雙目相機，載物臺包括第一載物臺和第二載物臺；第一載物臺和第二載物臺均安裝在滑軌上，并分別位于面陣投影儀的兩側；手動角位臺包括第一手動角位臺和第二手動角位臺，分別安裝在第一載物臺和第二載物臺上；雙目相機包含第一鏡頭和第二鏡頭；第一鏡頭和第二鏡頭分別安裝在第一手動角位臺和第二手動角位臺上，第一手動角位臺和第二手動角位臺用于調整第一鏡頭和第二鏡頭的俯仰角。本實用新型雙目視覺面陣測量裝置能快速、大范圍的測量物體表面并獲得較高的測量精度。
【IPC分類】G01B11-25
【公開號】CN204405025
【申請號】CN201520122067
【發明人】謝核, 蔣誠, 李文龍
【申請人】武漢克諾德智能科技有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年3月2日